Inginerii au dezvoltat un nou tip de cameră foto care nu necesită lentile. Pentru aceasta sticla curbată specifică lentilelor a fost înlocuită cu o matrice optică ultrasubţire. Practic, cercetătorii speră să folosească o gamă largă de suprafețe plane în locul lentilelor utilizate în prezent în construcţia camerelor foto.

Pentru a surprinde fotografia perfectă, camerele foto utilizează lentile. În camerele digitale, lentilele sunt folosite pentru focalizarea luminii pe un senzor digital.

Matricea optică realizată de cercetători constă dintr-un grup de receptori de lumină care adaugă o întârziere luminii de ordinul femtosecundelor în timp ce aceasta este capturată. În acest mod focalizarea și direcţia de vizualizare a camerei pot fi modificate electronic.

Principiul de funcţionare al acestor camere foto (în engleză electromagnetic phased array) a fost propus de SpaceX și Google ca o soluţie pentru asigurarea unui Internet rapid la nivel global. Pentru aceasta, s-a propus utilizarea unor emițătoare staționare care transmit același semnal.

Semnalele provenite de la emițătoarelor învecinate interferă între ele. În unele zone semnalul se anulează, iar în altele se amplifică. Prin introducerea unei mici întârzieri la unele emițătoare, focalizarea semnalului amplificat poate fi modificată.

Phased_array_imaging_animationPhased array imaging/Credit: Wikimedia

Camera foto realizată de cercetători în acest nou studiu folosește același principiu de funcţionare.

Obiectivul camerei foto este realizat din componente subţiri din siliciu sensibile la lumină care au fost integrate pe un cip din siliciu. Undele luminoase sunt recepționate de fiecare element sensibil la lumină din matricea optică și interferă în mod distructiv cu excepţia unei anumite direcții în care ele interferă constructiv. În această direcție, undele se amplifică pentru a crea o imagine focalizată care poate fi controlată electronic.

„Ceea ce face camera foto este asemănător cu privitul printr-un pai subțire, pentru a scana câmpul vizual prin intermediul acestuia. Putem crea o imagine cu o viteză incredibil de mare manipulând lumina în loc să deplasăm un obiect mecanic”, a declarat cercetătorul principal Reza Fatemi.

Camera foto realizată de cercetători reprezintă doar confirmarea unui concept. Aceasta este alcătuită din 64 de receptori de lumină într-o matrice de 8×8 pixeli și imaginile pe care le creează nu se compară deocamdată cu cele capturate în prezent de telefoanele noastre inteligente.

Cu toate acestea, cercetătorii cred că prin optimizări viitoare această tehnologie poate revoluţiona construcţia camerelor foto.

Camera foto fără lentile

Camera foto fără lentile. Credit: Caltech / Hajimiri Lab

„Posibilele aplicaţii ale acestei tehnologii sunt, practic, fără număr”, a declarat Behrooz Abiri, un alt membru al echipei de cercetare.

„Chiar și în telefoanele inteligente din prezent camera foto este componenta care limitează cât de subțiri pot fi aceste telefoane. Prin această tehnologie telefoanele mobile vor putea deveni mult mai subţiri decât în prezent”.

Studiile viitoare se vor concentra pe îmbunătăţirea performanțelor acestor camere foto prin proiectarea unor cipuri care vor controla un număr mult mai mare de receptori de lumină, cu o sensibilitate mai mare, care să creeze imagini cu o rezoluție mai bună.

Studiul cercetătorilor a fost publicat în OSA Technical Digest.

În continuare puteţi urmări un scurt videoclip care prezintă principiul de funcționare al camerei foto fără lentile.

Sursă: Science Alert